淺析機載預警雷達協同探測技術

孫永強

（空軍預警學院，湖北 武漢 430019）

【摘 要】新形勢作戰背景下對預警機提出了更為苛刻的要求，特別是戰場環境復雜的電磁干擾和自身的隱身兩個方面。本文就針對新形勢下預警機雷達的發展趨勢進行了展望，并對涉及到的關鍵技術進行分析。

【關鍵詞】作戰環境；雷達；缺失；技術；分布式協同

預警機的最大作用就是在有強雜波的戰場環境下進行目標探測和跟蹤，當前衡量雷達的指標有探測能力、抗干擾能力、反雜波能力等。當前預警機雷達的基本構架是采用有源相控陣和STAP處理結合，把機械掃描加入到雷達基本架構中將是新的應用前景。E-2D和APY-9是預警機雷達的標桿之作。

一、機載預警雷達的發展趨勢

（一）體系化和網絡化

在實戰環境中單機預警是很難實現反干擾和反隱身，所以要實現空中多平臺協同預警才是提升綜合作戰水平的保證。通過單平臺、多平臺、多平臺有源和無源綜合手段開展空域探測，提高整體反隱身能和抗干擾能力，實現平臺中心戰相網絡中心戰轉變，提升作戰效能。

預警機可以實現雙基無人協同探測，提高對隱身目標的探測。雙基地雷達實現了收不發的無人機與發射功率更大的預警機的完美結合，提高了預警機的作戰能力。

（二）一體化和寬帶化

預警機必然要將高低頻段相結合，以提高全息感知能力。隱身目標在低頻段的隱身效果會降低，在高頻段的RCS與普通目標一樣（1㎡-2㎡）。我國現役的預警機頻段大部分在L與S波段，將頻段下探到UHF和VHF頻段將提高對隱身目標的探測。如果載機資源充足，可以將L和S頻段與低頻段結合使用，提高探測和跟蹤的精度。海空目標識別將是預警機將來的發展趨勢，在海空目標識別中要實現移動目標檢測定位和偵察對象成像，做到發現、定位、打擊、效果反饋的一機多能的功能。

（三）小型化和共形化

大型飛機可以為預警雷達提供安裝天線的面積，其大的載重可以為預警雷達提供電源和載重，因此大型飛機一直是預警機的首選，但是隨著技術的進步，雷達呈現出小型化和共享化的趨勢，也使得對飛機的要求不斷降低，運八、SaaB340B、G550等中型機也可以為預警雷達提供安身之所。隨著導彈技術的不斷提高和維護費用的增加，大中型機的空中預警受到了極大威脅。現代信息化戰爭中，無人機有著快速靈活的特點，可以深入敵后進行高空偵察，在獲取信息方面具有強大的又是，將來無人預警機將是預警機發展的新趨勢，無人機作為預警平臺可以有效的降低綜合使用成本。

（四）相控陣和智能化

我們知道有源相控陣可以提高反雜波和抗干擾能力，在預警雷達中使用有源相控陣可以提高雷達的環境適應能力，特別是和數字技術相結合可以提供更為先進和復雜的算法，軟件技術可以提高成像的精細化，智能化技術將提高雷達在強雜波和干擾環境下的探測能力。STAP處理是基于理想雜波模型的最佳濾波，但是雷達的實際工作環境是一個復雜環境，一定程度上影響了STAP的發揮，未來預警機將實現在STAP基礎上智能化處理，提高發射和處理數據能力。

二、分布式協同探測技術

雷達反隱身技術途徑是通過提高雷達的功率孔徑積，也就是提高發射天線的孔徑，從能量的維度看，由于受到天線罩的限制，天線孔徑也受到了限制，提高雷達發射功率的可行性也比較小，如果采用分布式貼到機身表面就可以比背負式天線就可以優先的提高天線的總孔徑，提高的數量級將是1到2個數量級。子孔徑呈正交波形獨立發射，協同探測區域，并在接收端采用MIMO+STAP模式將信號進行相參處理，同時這也為隱身目標的探測提供了一種可能性。

（一）分布式雷達相參處理模型

分布式雷達有n個子孔徑發射正交波形，有m個子陣進行接收，處理原理為先用m個參考信號對每個接收通道的數據進行匹配濾波，對發射信號的回波進行處理，得到相應的匹配濾波輸出，然后形成聯合波束，經過接收端處理形成等效發射波束與接收波束并進行后續STAP數據處理。分布式射頻相參探索主要解決的問題就是多子孔徑的優化處理、多子孔徑手法方向圖綜合技術、雜波抑制方法等。

（二）多平臺協同探測技術

多平臺探測技術是在多架有人機或在多架無人機之間對同一空域進行聯合探測，多平臺協同探測是未來多平臺預警作戰的主要方向，當兩架以及兩架以上預警機在同一空域進行探測，每架預警機既接收本機發射回波信號，又接收他機回波信號，兩架預警機之間通過數據連接進行時時數據互聯。當一架有人預警機與多架無人預警機進行聯合對同一空域探測時，無人預警機可以只接收回波信號，有人預警機只發射信號，這樣可以最大限度的增加輻射范圍，當然多架無人預警機可以按照不同的工作頻率和波形進行發射，有人預警機則采用多通道接收，按照MIMO模式進行信息處理與匹配，最終形成目標圖像。

（三）多平臺協同預警系統出現的問題

多平臺協同預警出現的問題需要們不斷解決，例如有多平臺在時空和相位同步方面的技術不成熟、多基地雜波抑制技術研究不成熟、多平臺空中布站技術問題、時時數據保密傳輸問題、多平臺數據融合問題都是需要解決的。

三、總結

預警機是綜合探測的重要組成部分，雷達是預警機核心部分。預警機本身面臨著來自于隱身飛機、遠程打匹配濾波皿擊武器、復雜戰場環境、新型作戰樣式的挑戰。本文對預警機雷達的展前景做了分析，并在此基礎上就分布式協同探測技術進行模型和需解決問題進行了探討。

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